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2018 年度 実績報告書

生体分子導入による液晶の高機能化 -“生物“と”液晶“の密接な関係性の具現化-

研究課題

研究課題/領域番号 15K13555
研究機関東京理科大学

研究代表者

古江 広和  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (70289304)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード液晶 / 生物 / DNA / リオトロピック / ブルー相 / イオン / 円二色性
研究実績の概要

本年度は、DNA添加効果が顕著に現れると期待される水系のリオトロピックネマティク(LNe)液晶の作製を試みた。結果、二成分系では不可であったが、三成分系にすることでLNe液晶の作製が実現できた。また、興味深いことに、室温で等方相を示すLNe液晶にDNAを少量添加するだけでネマテリック相が発現した。油系のネマテリック液晶では観られなかった現象であり、やはり、生体に近い水系液晶への添加効果の方がより大きく現れることが分かった。一方で、イオン密度測定による電気的性質については、油系液晶中ではDNA分子がイオン的に振る舞うことが分かっているが、水系LNe液晶中では、顕著なイオン的振る舞いは観測されなかった。これは、互いに水溶性のDNA分子とLNe液晶を構成する界面活性剤分子が水素結合等の強い結合を生じているためと考えられる。
また、ブルー相液晶については、光重合性モノマー液晶を用いたブルー相の発現に成功し、さらにラビング法による配向処理によってある程度均一な配向構造を得ることができた。結果、モノマーおよびカイラル剤濃度を詳細に調査することによって、他の等方性液体相やコレステリィク相で重合したものよりも機械的強度の高いブルー相固化試料を得ることができた。
本課題では、“生物”と“液晶”の密接な関係性に着目し、生体分子としてDNAの液晶への添加効果および生体類似構造を有するブルー相液晶について調査を行った。液晶材料としては油系および水系の液晶を作製した。油系と水系の液晶へのDNA添加効果を考察すると、総じてDNA分子は生体に近い水系液晶に強い効果を示すことが分かった。
ブルー相液晶については、光重合性モノマーを用いたブルー相の発現に成功し、さらに配向処理による一様配向化、また、それに基づく高機械強度試料を得ることができた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 電場印加した固化ブルー相の硬さ評価2019

    • 著者名/発表者名
      荒内美沙子、蛭町颯太、古江広和
    • 学会等名
      第66回応用物理学関係連合講演会
  • [学会発表] DNA添加リオトロピック液晶の塩基種依存性2018

    • 著者名/発表者名
      田中秀幸、溝口薫、古江広和
    • 学会等名
      2018年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] Ion Density Measurement of Lyotropic Liquid Crystals C12E5 Lamellar Phase Doped with DNA Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Furue, Takuya Iyo, Issei Sugizaki, Kazuki Iwabata, and Kengo Sakaguchi
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Solidified Blue Phase Liquid Crystals and Their Mechanical Strength2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Sasaki, Hirokazu Furue, and Kogo Yasuo
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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